Los aires acondicionados domésticos y semiindustriales son de dos tipos, según el diseño y el principio de operación: monobloque y sistemas divididos. Los monobloques, a su vez, se dividen en dispositivos móviles, de ventana y evaporativos, y los sistemas divididos se dividen en pared, cassette, conducto, columna y piso a techo (universal).
La base de los principios de funcionamiento de varios sistemas climáticos.
Los sistemas divididos y los aires acondicionados móviles, así como los de ventana, tienen un principio de funcionamiento diferente, pero se basan en la propiedad de cualquier líquido de acumular calor durante la evaporación y liberarlo durante la condensación. En estos dispositivos de enfriamiento, el fluido de trabajo es gas freón. Circula en un circuito cerrado en bloques de dos componentes y monobloques.
La temperatura de la transición de fase, cuando el gas se vuelve líquido, y luego vuelve a su estado normal, depende de la presión de trabajo: cuanto mayor es, mayor es la temperatura de la transición de fase.
Para que el freón líquido hierva y tome calor del aire, el compresor crea una presión en el evaporador a la que la temperatura de transición de fase es inferior a la temperatura ambiente. Cuando el compresor crea una presión a la cual la temperatura de transición de fase es más alta que los indicadores de aire, el freón vuelve a tomar un estado gaseoso y transfiere el calor acumulado al exterior, es decir, a la calle, a través de la unidad externa.
Si consideramos el principio de funcionamiento de un aire acondicionado de piso sin un conducto de aire, entonces se usa la misma propiedad del líquido, pero la sustancia de trabajo es agua, no freón. No hay circuito cerrado dentro del dispositivo. El líquido es bombeado por la bomba de drenaje y se evapora bajo la influencia del aire caliente, dando un enfriamiento. De hecho, es más un evaporador que un acondicionador de aire, ya que humedece bien el aire y lo enfría mediocre.
Cómo funcionan los sistemas divididos y sus variedades
El sistema dividido consta de unidades exteriores e interiores. En el exterior hay un compresor, tablero de control, ventilador y condensador. Los elementos principales de la unidad interior: evaporador, ventilador, filtros, sensores de temperatura y bandeja de condensado.
El freón circula en un circuito cerrado. Consiste en:
- serpentín interno - intercambiador de calor por evaporación;
- bobina externa - intercambiador de calor del condensador;
- conectar tubos de cobre - carretera de freón;
- compresor de aumento de presión;
- tubo capilar en sistemas domésticos;
- Válvula termostática (TRV) para unidades semiindustriales.
El tubo capilar y la válvula de expansión tienen un sinónimo común: dispositivo de estrangulación. Proporcionan la diferencia entre la presión de condensación y el punto de ebullición del refrigerante debido a la resistencia hidráulica a lo largo de toda la longitud.
Los acondicionadores de aire, que pueden llevar a cabo el calentamiento del aire, tienen una válvula de 4 vías que intercambia funcionalmente dos intercambiadores de calor en algunos lugares: el externo es responsable de la evaporación del refrigerante y el interno es responsable de su condensación.
Trabajo de enfriamiento
El freón ingresa al compresor, donde su presión aumenta 3 veces y la temperatura aumenta en 50-60 ° C, es decir, se produce compresión. Luego entra al condensador y se sopla con aire más frío, después de lo cual pasa a un estado líquido. El aire pasa a través de un intercambiador de calor del condensador y es calentado por el calor liberado por el freón.
Luego, el refrigerante pasa a un tubo capilar en forma de espiral o válvula de expansión, donde su presión disminuye, la temperatura disminuye y se produce una ligera evaporación.El intercambiador de calor por evaporación se purga con aire ambiente, pero se enfría cuando entra un freón más frío. En este caso, el refrigerante toma su calor y vuelve a su estado original. Luego, el ciclo se repite.
Cuando se trabaja en frío, el sistema de aire acondicionado del sistema dividido consta de 4 etapas principales: compresión, condensación, rarefacción y evaporación.
Trabajos de calefacción
La esencia del principio de funcionamiento de un acondicionador de aire de un sistema dividido para calefacción no cambia. Cuando la válvula de 4 vías cambia las funciones de las unidades, cuando cambia la dirección del flujo de refrigerante, la unidad exterior toma el aire de la calle, donde el freón se evapora, y la unidad interior lo entrega a la habitación, en la que el refrigerante vuelve a entrar en la fase gaseosa.
Cuanto más baja es la temperatura del aire exterior, más difícil es extraerle calor, ya que la diferencia entre la temperatura del aire y la temperatura de evaporación del freón disminuye, por lo tanto, la capacidad de calentamiento disminuye debido a la igualación de sus valores.
Aires acondicionados de precisión
La tecnología climática de precisión según el principio de funcionamiento no difiere de un sistema dividido, pero tiene una serie de características:
- Capaz de trabajar 24/7/365 durante 10 años, mientras que un sistema dividido en el hogar no durará más de 2 años.
- Tiene un potente ventilador, por lo que la calidad de enfriamiento es mayor que la de la división. Los flujos de aire de una temperatura dada se distribuyen uniformemente por toda la habitación.
- El freón, el agua o el glicol pueden actuar como sustancia de trabajo.
- La humidificación se lleva a cabo utilizando un generador de vapor de tipo electrodo.
Los aires acondicionados de precisión se utilizan en salas de servidores, donde es necesario mantener ininterrumpidamente una cierta temperatura y humedad.
Aires acondicionados inverter
El principio de funcionamiento del aire acondicionado inverter es el mismo que el de uno convencional. La diferencia entre los equipos climáticos de tipo inversor es la gestión del modo de funcionamiento. En un sistema de división convencional, cuando se alcanza la temperatura establecida, el compresor se apaga. Cuando la temperatura cambia, el sobrealimentador comienza a disparar. Por lo tanto, el sistema funciona a plena potencia, pero de manera intermitente.
En los motores inversores hay una placa de convertidor de frecuencia, que cambia la frecuencia estándar de la red eléctrica. El ventilador no deja de funcionar cuando se alcanza la norma de temperatura: ralentiza gradualmente la rotación, y cuando el aire se calienta 1 grado, aumenta el número de revoluciones por unidad de tiempo.
Las ventajas de dicho control radican en la durabilidad del equipo y en el ahorro de electricidad hasta en un 30% en comparación con los sistemas divididos sin inversor.
Sistema climático del canal
Un sistema de conductos de entrada y salida sale de la unidad interior del acondicionador de aire del canal, a través del cual se toma aire caliente y se suministra frío a una o más habitaciones.
Los equipos de este tipo tienen la función de mezclar aire fresco de la calle hasta un 30%.
La instalación de un aire acondicionado tipo conducto se realiza mejor en la etapa de construcción del edificio: la unidad se instala debajo del techo junto con un sistema de ventilación.
El principio de funcionamiento de los aires acondicionados móviles.
Enfriamiento
Con la primera corriente, el condensador se enfría debido al paso de aire ya enfriado. La corriente caliente se ventila a través de la manguera de descarga corrugada. Se necesita una segunda corriente de aire para enfriar la habitación. Al pasar por el evaporador, el aire caliente emite calor al freón y baja su temperatura, después de lo cual regresa a la habitación a través de las rejillas de distribución en la carcasa. El compresor crea la presión necesaria, y un ventilador centrífugo proporciona toma de aire e intercambiadores de calor. Así se construye el principio del aire acondicionado móvil para enfriamiento.
Si hablamos del principio de funcionamiento de un acondicionador de aire móvil con un conducto de aire, la diferencia es que en el caso hay dos compartimentos sellados con dos bobinas diferentes. En la parte inferior hay un intercambiador de calor del condensador, y en la parte superior hay un intercambiador de calor por evaporación.
Calefacción
Cuando se calienta, el monobloque generalmente funciona en el modo de calentador de ventilador, y el conducto se cierra con un tapón afuera para que el aire frío de la calle no ingrese al dispositivo. El acondicionador aislado del entorno externo puede funcionar en cualquier helada.
El principio de funcionamiento del aire acondicionado para calefacción en este caso no se basa en redirigir el refrigerante al otro lado, sino en la calefacción eléctrica debido a los elementos de calefacción de cerámica, que convierten el dispositivo móvil en un calentador típico.
Ventana de aire acondicionado de refrigeración y calefacción
El funcionamiento de una unidad de ventana no difiere prácticamente del principio de funcionamiento de un aire acondicionado exterior. También tiene dos compartimentos: en uno hay un intercambiador de calor por evaporación, y en el saliente hay un condensador.
Enfriamiento
Cuando se enfría, el freón circula entre dos bobinas. Un ventilador centrífugo extrae aire de la habitación, lo pasa a través de un filtro grueso y lo sopla a través del intercambiador de calor por evaporación. Debido a la diferencia de temperatura y la presión inyectada, el aire emite calor al freón y se enfría, regresando a la habitación. El refrigerante en este momento se mueve hacia el intercambiador de calor en el exterior de la unidad de ventana, donde el ventilador axial transfiere el calor al aire bombeado a través de las rejillas laterales.
Calefacción
Si hablamos del principio de funcionamiento de un acondicionador de aire de tipo ventana para calefacción, también se utilizan elementos de calefacción incorporados aquí, que hacen posible convertir un dispositivo de enfriamiento en un calentador completo. Hasta -15 ° C, una barra de caramelo de este tipo calentará el aire de la habitación correctamente.
Cómo funcionan los aires acondicionados evaporativos
En los acondicionadores de aire por evaporación no hay circuitos de freón con intercambiadores de calor y compresores. La estructura de la unidad de piso sin aire incluye los siguientes elementos:
- ventilador;
- bomba de drenaje;
- hidrofiltro poroso;
- filtro de aire grueso;
- Capacidad para agua fría.
El fluido de trabajo es agua fría, en la cual se coloca hielo adicionalmente para un enfriamiento más eficiente.
Enfriamiento
No es necesario eliminar la humedad, ya que se libera en la habitación junto con aire frío, por lo tanto, tales dispositivos monobloque también se denominan humidificadores o acondicionadores de aire evaporativos.
El ciclo de enfriamiento consta de varias etapas:
- El filtro hidráulico está impregnado con agua proveniente de un recipiente especial bajo la influencia de una bomba de drenaje.
- el flujo de aire pasa a través de un filtro mecánico y entra al filtro hidrofónico;
- aquí le da su calor al agua, y comienza a evaporarse, mientras se produce el enfriamiento y la humidificación del flujo de aire.
El funcionamiento del aire acondicionado sin un conducto de aire consiste en el hecho de que el agua pasa de un estado líquido a uno gaseoso y absorbe el calor del aire.
Calefacción
Si consideramos el principio de funcionamiento del acondicionador de aire-evaporador para calefacción, entonces no es diferente de las unidades de ventana y las móviles con un conducto de aire. Un elemento calefactor está incorporado en el cuerpo de la unidad de evaporador del piso, lo que permite que el dispositivo funcione en modo de un calentador de ventilador con calefacción eléctrica. No hay restricciones en la temperatura exterior.
El principio de funcionamiento de todos los acondicionadores de aire: pisos, ventanas y sistemas divididos, se basa en la capacidad del líquido para recoger y emitir calor durante la evaporación y la condensación, pero el ciclo de enfriamiento o calentamiento puede variar mucho debido a las características de diseño del dispositivo.
